秦貴信

（動(dòng)物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118 ）

畜禽能量營(yíng)養(yǎng)體系的建立和發(fā)展是基于對(duì)畜禽生命活動(dòng)和生產(chǎn)過程中能量的代謝需求以及飼料中能源物質(zhì)的供能有效性等認(rèn)識(shí)的不斷提升，這一體系所涉及的問題在畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中既是最為基本的理論問題，也是十分重要的實(shí)踐問題。在過去的2個(gè)世紀(jì)，世界許多學(xué)者在畜禽能量營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域開展了大量系統(tǒng)的研究，由淺入深，由粗到精，推進(jìn)了對(duì)該領(lǐng)域問題認(rèn)識(shí)的逐步深化，并相繼建立了不同的畜禽能量營(yíng)養(yǎng)體系，有效促進(jìn)了畜牧業(yè)生產(chǎn)力水平的不斷提高。然而，對(duì)這一領(lǐng)域相關(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)和技術(shù)的建立是一個(gè)不斷更新的過程。當(dāng)今，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)畜禽養(yǎng)殖技術(shù)不斷提出新的要求。隨著畜牧科學(xué)研究的逐步深入以及相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)畜禽能量營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)識(shí)不斷加深、不斷完善，同時(shí)對(duì)一些問題的回答和解決能力也有了顯著提高。因此，與時(shí)俱進(jìn)地推進(jìn)畜禽能量營(yíng)養(yǎng)體系的發(fā)展和完善，盡快研究并建立能夠更加精準(zhǔn)對(duì)接能量供求關(guān)系、更高效利用飼料資源、更加減少污染物排放的畜禽能量營(yíng)養(yǎng)體系，對(duì)于推進(jìn)畜牧科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和畜牧產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平的提高具有重要的理論意義和巨大的實(shí)踐價(jià)值。

在以往的研究工作和所建立的營(yíng)養(yǎng)體系中，無論是早期的干草等價(jià)、燕麥單位、淀粉價(jià)、可消化總養(yǎng)分體系[1-2]，還是后期的消化能、代謝能、凈能體系，都著眼于尋找一個(gè)能夠更準(zhǔn)確地把畜禽需要量與飼料可提供的量關(guān)聯(lián)起來的統(tǒng)一營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽能量營(yíng)養(yǎng)供與求的更有效把控。關(guān)于飼料中所含的不同種類供能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪）對(duì)畜禽能量營(yíng)養(yǎng)的功能差別，一般只是關(guān)注其能值上的差異，如碳水化合物的能值為3.7（單糖）～ 4.2（淀粉）kcal/ g、蛋白質(zhì)為5.6 kcal/g、脂肪則為9.4 kcal/g[3]，而對(duì)其在動(dòng)物體內(nèi)能量代謝中的功能特性和在某些方面、一定條件下的不可或缺和不可替代性很少甚至沒有給予重視。在現(xiàn)行的關(guān)于“畜禽營(yíng)養(yǎng)需要”文獻(xiàn)中，都未明確提出不同畜禽對(duì)不同能量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的單獨(dú)需要量或需要量范圍，如美國(guó)NRC的營(yíng)養(yǎng)需要[4]等。在相應(yīng)的《飼料營(yíng)養(yǎng)成分表（數(shù)據(jù)庫(kù)）》[4]中也沒有明確不同飼料原料中主要供能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效能數(shù)據(jù)。

飼料中的許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)都可以提供生命活動(dòng)和產(chǎn)品形成所需的能量，但各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又有各自不同的代謝途徑，并發(fā)揮不同的供能作用及其他營(yíng)養(yǎng)作用。動(dòng)物體內(nèi)某些組織、器官或系統(tǒng)對(duì)能源物質(zhì)的利用存在一定的選擇性，有些甚至很嚴(yán)格。例如，大腦和神經(jīng)系統(tǒng)主要是利用碳水化合物（葡萄糖）作為能源[5]；消化道上皮組織等主要以蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物（谷氨酰胺）[6]作為能源。盡管已有大量的研究都證明動(dòng)物體內(nèi)不同組織器官和不同生理機(jī)能對(duì)能源物質(zhì)種類有著不同的需求，但一般仍然認(rèn)為飼糧中各種供能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供能值可以累加、互相替代，仍然僅利用某項(xiàng)單一的能量指標(biāo)（消化能、代謝能或凈能）來度量和反映畜禽的能量需要和飼料或飼糧的能量供給。人們對(duì)不同能源物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)能量代謝中功能作用的差別一直未能給予足夠重視，可能主要有以下幾個(gè)方面原因：第一，認(rèn)為在動(dòng)物體內(nèi)不同的能源物質(zhì)可以通過一定的代謝路徑相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)某種能源物質(zhì)缺乏時(shí)，其他能源物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化彌補(bǔ)，因此，即使動(dòng)物機(jī)體的不同組織或器官的能量代謝需要專門的能源物質(zhì)，只要飼糧中提供的總能量充足，無論其能量是由什么能源物質(zhì)構(gòu)成，畜禽對(duì)各種能源物質(zhì)的需求就能得到滿足。第二，認(rèn)為在一般情況下，用常規(guī)原料配制的飼糧其能源物質(zhì)的構(gòu)成與畜禽進(jìn)化過程中的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境情況不會(huì)有太大的差別，能源結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)空間不會(huì)太大，畜禽能夠通過自身的轉(zhuǎn)化調(diào)整從而適應(yīng)飼糧能源結(jié)構(gòu)的小幅度變化。因此，只要攝入充足的總能，就不會(huì)出現(xiàn)能量的結(jié)構(gòu)性缺乏。第三，認(rèn)為將畜禽對(duì)多種供能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量分別測(cè)定和表述，將所有飼料原料中的各種主要能源物質(zhì)有效能值全面評(píng)定，配制飼糧時(shí)將不同能源物質(zhì)分為單獨(dú)指標(biāo)分別計(jì)算，這樣會(huì)使得能量營(yíng)養(yǎng)體系過于復(fù)雜，在實(shí)踐中很難應(yīng)用。以上3個(gè)方面的認(rèn)識(shí)雖然都有一定的依據(jù)，但從近些年的相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)果以及目前推進(jìn)畜禽營(yíng)養(yǎng)體系的精準(zhǔn)、高效發(fā)展來看，又都存在某種程度的不完整或與實(shí)際情況的錯(cuò)位。

雖然不同能源物質(zhì)在畜禽體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化的過程往往都很復(fù)雜，而且伴隨著大量的能量消耗[7]。也就是說，這會(huì)使能量的利用效率和利用速率大打折扣。所以，飼糧能源結(jié)構(gòu)過于單一或長(zhǎng)時(shí)間采食能源結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)的飼糧會(huì)不可避免地嚴(yán)重影響畜禽的生產(chǎn)性能、飼料轉(zhuǎn)化效率、污染物排放和健康水平。劉飛飛[8]研究結(jié)果表明，用碳水化合物/油脂能值比為1/7（大致比例）的飼糧飼喂仔豬1周后，其日增重和耗料增重比較飼喂碳水化合物/油脂能值比為12/1飼糧的仔豬分別降低35.76%和增加22.44%；其飼糧養(yǎng)分的消化率也出現(xiàn)大幅度降低，尤其是對(duì)脂肪消化率的影響最大，降低幅度達(dá)17%；同時(shí)，消化道內(nèi)多種酶的表達(dá)和活性都受到飼糧能源結(jié)構(gòu)顯著影響。Zhou等[9]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧的能源結(jié)構(gòu)對(duì)豬的繁殖性能也有明顯的影響，與高脂肪飼糧相比，高淀粉飼糧更能促進(jìn)青年母豬卵母細(xì)胞的成熟。van Knegsel等[10-11]試驗(yàn)表明，飼糧能源結(jié)構(gòu)顯著影響能量在產(chǎn)奶和體組織之間的分配。高脂（Lipogenic）飼糧會(huì)使能量更多地向產(chǎn)奶方面分配，而高淀粉（Glucogenic）飼糧卻有助于減少體組織的損失。由此可見，不同類型能源物質(zhì)在奶牛能量營(yíng)養(yǎng)上的功能差別以及奶牛飼糧能源結(jié)構(gòu)存在優(yōu)化的問題。韓蕊[12]研究表明，豬飼糧的能源結(jié)構(gòu)顯著影響其CO2的排放量，飼喂高脂肪飼糧可使豬的CO2排放量減少。在不同溫度環(huán)境條件下，豬代謝的能源物質(zhì)存在差異。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，在氧化產(chǎn)熱所消耗的能源物質(zhì)增量中，碳水化合物和蛋白質(zhì)的消耗量保持相對(duì)穩(wěn)定，而脂類所占的比重則急劇加大[12]。這些結(jié)果既證明了通過調(diào)整飼糧能源結(jié)構(gòu)減少污染物排放的可能性，也揭示了不同生產(chǎn)環(huán)境對(duì)飼糧能源結(jié)構(gòu)要求可能存在的差異。畜禽對(duì)飼糧能源不僅在碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)這幾大類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間存在結(jié)構(gòu)性要求，而且在同一類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)，如不同性質(zhì)的碳水化合物（不同分子量、不同分子結(jié)構(gòu)等）之間[13-15]、不同類型的脂類物質(zhì)（不同分子量、不同飽和度等）之間[16]都可能存在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問題。從現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)看，畜禽的能量營(yíng)養(yǎng)需求可能存在與蛋白質(zhì)（氨基酸）需求類似的情況，盡管不一定那么嚴(yán)格，但也是一個(gè)復(fù)雜的多維系統(tǒng)。

新飼料資源和一些非常規(guī)、非自然狀態(tài)飼料是精準(zhǔn)調(diào)控畜禽飼糧能源結(jié)構(gòu)的具有特殊效能的優(yōu)質(zhì)原料，隨著這類飼料的不斷開發(fā)和應(yīng)用，畜禽飼糧的原料構(gòu)成中常常存在某種或某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較單一、某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自然環(huán)境條件下原料（動(dòng)物脂肪、植物油脂、糖蜜、乳清粉等）的含量水平。在配制畜禽飼糧的工作實(shí)踐中，從結(jié)構(gòu)性需求的角度需要合理利用這些原料的營(yíng)養(yǎng)特性，如果僅用1個(gè)一維的累加量來衡量能量營(yíng)養(yǎng)的供求，而不注意控制和調(diào)整飼糧能量的來源構(gòu)成，就會(huì)大幅度增加飼糧能源結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)空間，很可能造成結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重失衡，進(jìn)而引起一系列問題。所以，一些新特飼料、非常規(guī)飼料原料使用數(shù)量和使用范圍的擴(kuò)大也使得能源結(jié)構(gòu)性問題顯得更加重要。

另外，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，畜牧產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高、資源的精細(xì)高效利用、污染物的減排等方面面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而畜禽飼糧能源的精細(xì)化配置與這些挑戰(zhàn)無不存在緊密的關(guān)系。動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料科學(xué)技術(shù)以及生命科學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也為更精準(zhǔn)地調(diào)配畜禽飼糧的能量創(chuàng)造了條件。因此，對(duì)畜禽飼糧能源的結(jié)構(gòu)性做進(jìn)一步細(xì)化的必要性越來越強(qiáng)，可行性逐漸成熟。目前需要對(duì)相關(guān)的研究結(jié)果進(jìn)行收集、歸納和梳理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)不同飼料能量營(yíng)養(yǎng)源在畜禽體內(nèi)能量代謝的獨(dú)立效應(yīng)、累加效應(yīng)及互作效應(yīng)進(jìn)行更深入系統(tǒng)地研究，探索建立不同畜禽飼糧能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模式，提出能量營(yíng)養(yǎng)需要的結(jié)構(gòu)性要求（可能是幾個(gè)優(yōu)化的絕對(duì)和相對(duì)的期望數(shù)值，也可能是適宜的量化區(qū)間），使畜禽的能量需求從1個(gè)一維變量變?yōu)槎嗑S變量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能量營(yíng)養(yǎng)供求的更精準(zhǔn)對(duì)接、飼料資源的更高效利用和畜禽生產(chǎn)力水平的更有效提高，推進(jìn)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)。

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